云南东部磁铁矿化玄武岩地质特征及找矿远景分析

蒲利国，张贤峰，郑义舟

（云南省有色地质局地质勘查院，云南昆明 650216）

云南东部玄武岩主要为二叠纪峨眉山玄武岩，为赵亚曾(1929)创名于四川峨嵋山。二叠纪峨嵋山玄武岩大面积分布于扬子地台西缘，在川滇黔桂等省一个大约50×104km2菱形区域大量出露，受区域性深大断裂控制(图1)，被国际地质学界认为全球为数不多的几个大火成岩省（LIPs）之一。玄武岩北界大致为道孚—小金—理县一线，西界金沙江东侧，东北部已接近万县—丰度段长江边上，东部边界贵阳东北部的福泉—翁安一线，东南部广西西北部，南部到越南北部（图1）。

按照2012 年云南省大地构造分区图，研究区位于扬子陆块区（一级构造单元，Ⅵ）上扬子陆块（二级构造单元，Ⅵ-2）西南缘，地跨滇东被动陆缘（Ⅵ-2-4，Pz）和康滇基底断隆带（Ⅵ-2-11，Pt2）两个三级构造单元。工作区分属6个四级大地构造单元。

1 云南东部玄武岩地质特征

1.1 云南东部玄武岩分布特征

（1）空间分布特征。按照喷发时间、特点、构造背景和岩石组合的差异，张云湘（1988）和宋谢炎（1998，2002）将峨嵋山玄武岩分布区划分为三大岩区：东岩区(昭觉—小江断裂带)、中岩区(攀枝花—西昌裂谷带)和西岩区(分布于盐源—丽江一带)。云南东部基性玄武岩属于东岩区，该区玄武岩岩性较为单一，主要为高钛玄武岩。其出露面积约4.2×104km2，是峨眉山玄武岩陆相区出露最完整分布最广泛、喷发旋回最多的地区。

（2）玄武岩喷发(溢)时间。滇东峨眉山玄武岩层序上划归上二叠统，称玄武岩组，总体上假整合于下二叠统茅口组灰岩之上。上覆地层大部为宣威组、龙潭组，小江断裂附近则为下三叠统飞仙组或下侏罗统禄丰组。据攀西裂谷报告，玄武岩K-Ar年龄值在219Ma～237Ma间，所以该区玄武岩喷发(溢)时间始于早二叠世茅口期末，主体喷发时间为晚二叠世早期，然后逐渐减弱，终止于龙潭晚期。因此其喷发年龄应该等于或小于龙潭组（253Ma～258Ma）。

1.2 云南东部玄武岩岩性单元划分

云南东部玄武岩西高东低，总的趋势是由西向东减薄。且具多旋回中心—裂隙式喷发—喷溢以及断裂构造控制喷溢的特征，因此在不同区域火山活动的强弱，喷溢口的分布及其产物的演化阶段和方向性也造成了玄武岩各岩性段具有不同厚度，岩性也具有较大差异性。本文主要采用涉及滇东地区1/20万区域地质调查报告，对云南东部基性玄武岩岩性单元进行划分。总体来讲，滇东基性玄武岩自下而上岩性分布主要为：底部主要为火山角砾岩，中部主要为斑状玄武岩为主，上部多为致密块状玄武岩夹杏仁玄武岩，局部有凝灰岩及含碳沉积岩夹层。

1.3 云南东部玄武岩岩石特征

从上述岩性单元特征及区调报告中可看出本区玄武岩主要由角砾状玄武岩或角砾熔岩、碱玄岩、碱性玄武岩、斑状玄武岩、致密状玄武岩、杏仁状玄武岩、凝灰岩、玄武安山岩等组成。

（1）角砾状玄武岩或角砾熔岩：

①角砾状玄武岩：呈暗绿色、浅灰绿色，具棱角状，角砾大小一般在0.2～2cm，含量约30%～80%，角砾成分主要由致密状、杏仁状玄武岩组成。

②角砾熔岩：暗绿、灰紫、灰白色等杂色，角砾为棱角一次棱角状，大小一般在0.5～1.5cm，含量约20%～70%。角砾成分主要是杏仁状半晶质玄武岩或蚀变玄武岩(致密状玄武岩)。

（2）碱玄岩：仅见于东川市大坪子。深灰、灰黑色，斑状结构，基质为柱粒状结构，个别呈似粗面结构、玻基结构。斑晶为透辉石、霞石、黝方石等。

（3）碱性玄武岩：出现在小江断裂北段。黑、铁灰色，具嵌晶含长结构及辉绿结构。矿物成分为斜长石、含钛普通辉石、橄榄石、钾长石等。

（4）斑状玄武岩：灰色、深灰带绿色，斑晶多时为浅灰色，聚斑为灰白色，块状。斑晶以斜长石为主，斜长石斑晶普遍蚀变。具斑状结构，基质具半晶质嵌晶结构，变余半嵌晶结构等。

（5）致密状玄武岩：为玄武岩系的主要岩石类型，各旋回普见，柱状节理发育。深灰—灰黑色、深灰绿色，风化呈黄绿色，块状。具间粒—间隐结构、交织结构等。

（6）杏仁状玄武岩：为玄武岩系的主要岩石类型，各旋回均可见，常与致密状玄武岩构成喷发韵律层，成分与致密状玄武岩相当。杏仁形态一般为浑圆、椭圆或长圆形。

（7）凝灰岩：多为紫红色，主要由残余玻屑、火山凝灰物质、次生粘土、石英等组成，成分混杂。

（8）玄武安山岩：浅棕—黄绿色，斑晶为斜长石、基质斜长石、玻璃质、不大于10%的金属矿物，具玻基斑状结构，块状构造。

1.4 区域航磁异常特征

云南磁场具有明显的分区分带性，反映出云南是由几个不同特征的磁性块体镶嵌起来的。滇中及滇东航磁异常特征为：绿汁江断裂以西以大片正异常为主，异常强度大、形态复杂，总体呈南北向展布；绿汁江断裂以东至普渡河断裂，磁场则由负背景上的团块状、椭圆状及长圆状正负伴生的异常群组成，异常范围较小、强度不大，以南北向为主。往东至永善—宣威—弥勒一线地区，为强度大、范围大的跃变磁场，该区鲁甸—东川地区就是大范围重力低，航磁为强度高的跃变异常集中分布区，反映地壳深部较强烈的坳陷活动，沿小江、普渡河等断裂华力西期基性火山岩大量喷发，构成扬子地台西缘活动地块的一部分。再往东至黔西磁场即变得简单、平静，并以负磁场为主。

2 云南东部玄武岩矿化特征

2.1 矿化玄武岩区地质特征

区内矿化玄武岩主要为峨眉山玄武岩组中上部致密状玄武岩、杏仁状玄武岩、致密状(含杏仁)玄武岩。

（1）杏仁状玄武岩：杏仁形态一般为浑圆、椭圆或长圆形，大杏仁多为不规则形。充填物以粘土、绿泥石、石英为主。在大杏仁体中常见同心状构造，边部为绿泥石、绿帘石，中心为石英，有时为自然铜。

岩石具斑状结构，基质具填间结构。金属矿物由粒径不大于0.12mm的磁铁矿(1%～5%)和赤铁矿(1%～2%)及极少量黄铜矿组成，星散分布。磁铁矿呈他形粒状，个别呈自形—半自形粒状，颗粒细小，分布不均匀。

（2）致密状(含杏仁)玄武岩:各旋回普见，柱状节理发育。深灰—灰黑色、深灰绿色，风化呈黄绿色，块状，为主要矿化岩石。

岩石具斑状结构，基质具填间结构。金属矿物由粒径不大于0.1mm 的磁铁矿(5%～10%)和少量赤铁矿及极少量黄铜矿组成。磁铁矿呈他形粒状，少数呈自形—半自形粒状，分布不均匀。赤铁矿呈他形粒状。黄铜矿呈他形粒状零星分布。

2.2 矿化玄武岩地磁异常特征

（1）磁异常特征。根据1/5 万路线地质调查结果，及1∶1万磁法物探剖面测量，区内磁异常特征总体上可以概括为：磁异常分布广泛、强度高、形态复杂、杂乱中透显规律。

①磁异常分布广泛：工作区从南至北，各个剖面中磁异常普遍存在、分布广泛，磁异常众多；

②磁异常强度高：异常值范围较大，峰值大于±3000nT 的异常较为常见，整个工作区磁异常最低值达-11678nT，最高值达12235nT；

③磁异常形态复杂：区内磁异常除连续磁异常外，单点（或少数点）跳跃现象较为普遍，局部与连续异常之间叠加、组合现象普遍，仅个别剖面段以单一的正异常或负异常存在；

④杂乱中透显规律：结合异常分布的区域性特征分析，异常表现出以下特点：

a.局部跳跃性异常特征：在玄武岩类岩石出露区域大都有强度较高的磁场跳跃、梯度变化强烈现象，当岩体出露地段地形起伏较大时，下坡位置往往出现强度较高的负异常。

b.异常叠加特征：相邻的多个局部异常在平面上往往是一个规模较大的异常，表现为一个主体异常叠加多个局部异常的组合特征。

c.正负伴生特征：测区绝大部分异常均表现正负伴生现象，单个异常正异常出现在南端，负异常出现在北端；在正异常区（段）北部应该有负异常区存在，负异区（段）南部应该有正异常区存在。

上述磁场特征的描述说明，工作区属于地表磁性物质较多的复杂磁异常区，区内无其它地层，构造因素相对磁性岩体异常较小。

（2）磁异常分类。根据本次剖面磁异常特征，将磁异常分为三类：

Ⅰ类异常，推测由已知较强—强磁性岩体引起的磁异常：在地域上磁异常连续性较好、正负异常相伴、异常峰值较高、地表有强磁性岩体出露，具深源异常特征，磁性岩体出露时峰值高幅跳跃，推测由已知较强—强磁性岩体引起、寻找超贫磁铁矿前景较好的磁异常。

Ⅱ类异常，推测由隐伏较强—强磁性岩体引起的磁异常：连续性好，峰值相对较高，地表未见岩体出露，推测由隐伏较强—强磁性岩体引起、具有寻找超贫磁铁矿前景的磁异常。

Ⅲ类异常，推测由磁性中等—偏强岩体引起或性质不明的异常：异常峰值较低于、在地域上磁异常有一定连续性，无磁性岩体出露，或异常峰值高，虽然有较强磁性岩体出露，但是连续性较差，延续长度较短，推测由磁性中等—偏强岩体引起或性质不明、找矿意义不大的异常。

（3）重点找矿区域分析。剖面磁测工作结果，获得大量与磁性岩体有关的磁异常，磁性强弱和规模大小不一，其中一些同一剖面和不同剖面的异常互有联系。根据剖面磁异常结果，结合地理位置、地形地质特征分析推断，认为以下4 个地段（8 号线龙树乡罗家湾梁子、9号线龙头山彭家院子—邵坡梁子、10号线迤车黄家海子、11号线会泽大桥—石河梁子）具较好的寻找强磁性低品位磁铁矿玄武岩前景，本文以8号线龙树乡罗家湾梁子地段为例进行评述：

8号线龙树乡罗家湾梁子地段：位于鲁甸县龙树镇龙树—麻布院子公路以东山岭区，西起罗家湾子—麻布院子公路、东至吴家营，南起罗家湾子、北至麻布院子—牛家营公路，面积约3.3km2，8-3 号剖面通过山岭西坡，剖面上有磁性岩体出露，多处采集磁参数标本具较强—强磁性，全铁品位在8.78%～20.78%，平均12.87%，磁性铁品位2.09%～8.12%，平均5.08%。实地观测，岩体往东山坡方向延伸，磁异常地段与岩体出露位置吻合，山谷、平坝地段多为负异常，8-2 剖面通过山岭北坡，为较为连续的负异常；推测该区域有一规模较大的强磁性岩体，引起范围较大的磁异常，北边为异常的负值区，周边受其影响，出现不同规模和幅度的负异常，具较好的寻找玄武岩型超贫磁铁矿前景（图2）。

2.3 磁铁矿化玄武岩矿化特征

本文所述磁铁矿化玄武岩主要指全铁品位在10%～20%，磁性铁品为5%以上的玄武岩。磁铁矿化玄武岩赋存于峨眉山玄武岩中上部致密状玄武岩、杏仁状玄武岩、致密状(少杏仁状)玄武岩，岩石风化较强，呈风化、半风化状态。

2.4 玄武岩磁铁矿化规律

（1）成矿环境：研究区磁铁矿化玄武岩分布于受昭通一曲靖断裂控制，李家沟、大犁树、老街子、大井五个喷发中心附近。为陆相或海相裂隙—中心式喷发(溢)环境。矿体赋存空间为峨眉山玄武岩中上部的致密状、杏仁状玄武岩比较发育地段。

（2）矿床类型：火山喷发型。

（3）矿化岩石特征：有利含矿岩石为致密状玄武岩、杏仁状玄武岩及致密状(少杏仁状)玄武岩，岩石风化较强，地表多呈风化、半风化状态。

（4）矿物组合特征：金属矿物以磁铁矿为主，其次有少量赤铁矿及极少量黄铜矿。磁性铁主要富集在地表半风化、风化致密状玄武岩、杏仁状玄武岩及致密状(少杏仁状)玄武岩中，其分布规律不强，磁性铁含量变化较大。

（5）控矿条件：

①地层、岩性、岩相古地理条件：矿体主要赋存晚二叠世峨眉山玄武岩中，含矿有利岩性为致密状、杏仁状玄武岩。岩相为海、陆相玄武岩岩石系列、岩性变化带。

②构造条件：区域性断裂带控制了玄武岩的分布，而超贫磁铁矿就分布于玄武岩喷发中心附近。

③火山机构：火山口对矿体空间位置有一定的控制作用，矿体一般位于火山口附近的火山洼地。

④喷发环境：区内有海相、陆相及二者过渡海陆交互相玄武岩，相比之下，陆相玄武岩成矿条件较好。

3 矿化带及找矿前景分析

3.1 研究区矿化带圈定

根据矿化玄武岩分布区域及地质特征的不同，将研究区矿化玄武岩区域分为鲁甸县大山包—龙树矿化带，鲁甸县龙头山矿化带，会泽县西土—小米矿化带和会泽县石咀矿化带。

3.2 找矿前景分析

通过研究，对云南东部基性岩贫磁铁矿的找矿前景有以下认识：

（1）滇东地区玄武岩广泛分布，为寻找玄武岩贫磁铁矿提供了广阔的空间。

（2）研究区内磁铁矿化玄武岩分布于受昭通—曲靖断裂控制，李家沟、大犁树、老街子、大井五个喷发中心附近。为陆相或海相裂隙—中心式喷发(溢)环境。显示云南东部具有一定的玄武岩贫磁铁矿成矿环境。

（3）本次对研究区内磁铁矿化玄武岩，采用信息量法概算获得磁铁矿化玄武岩50.75×108t，对寻找基性岩贫磁铁矿指示了重要信息。

4 结论

（1）滇东玄武岩地区磁铁矿化主要集中于地表风化、半风化致密状玄武岩、杏仁状玄武岩及致密状(少杏仁状)玄武岩中。

（2）研究区内磁铁矿化玄武岩分布于受昭通—曲靖断裂控制，李家沟、大犁树、老街子、大井五个喷发中心附近。为陆相或海相裂隙—中心式喷发(溢)环境。

（3）滇东玄武岩地区磁异常普遍存在、分布广泛，磁异常众多。

（4）通过对磁铁矿化玄武岩的概算分析和成矿地质环境分析，认为云南东部玄武岩贫磁铁矿具有一定的找矿前景和资源潜力。